CN106103353B - 湿式涂装室循环水处理剂 - Google Patents

湿式涂装室循环水处理剂 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种湿式涂装室循环水的处理方法，包括：在将湿式涂装室循环水从水槽供给至涂装室的路径、所述湿式涂装室循环水捕集未涂覆涂料的路径、接着所述湿式涂装室循环水返回所述水槽的路径中的任意路径中，将湿式涂装室循环水处理剂添加至所述循环水中，使被该循环水捕集的未涂覆涂料不粘着化，所述湿式涂装室循环水处理剂由含有单宁、碱金属氢氧化物和碱金属碳酸盐的水溶液构成，或者由含有单宁和碱金属氢氧化物的水溶液构成，或者由含有单宁和碱金属碳酸盐的水溶液构成。

Description

湿式涂装室循环水处理剂
技术领域
本发明涉及一种湿式涂装室循环水处理剂。具体而言，本发明涉及一种能降低被湿式涂装室循环水捕集的未涂覆涂料的粘着性并且防止未涂覆涂料粘着固化于水路内壁等的湿式涂装室循环水处理剂。
背景技术
涂装室是为了排出喷雾而构成的在涂装作业中所需的生产设备。要求该涂装室具有下述功能：将吹送作业时产生的有机溶剂适当排出至屋外的功能、有效地捕获因超范围喷射现象而产生的未涂覆的涂料的功能、为改善涂装品质而防止粉尘等附着于被涂物以及为保护对人体的卫生环境而产生适当的吸引风速的功能。在湿式涂装室中，使用循环水来捕集未涂覆的涂料。被循环水捕集的未涂覆涂料的粘着性高，因此，有时会附着于涂装室中的水幕板、配管系统、喷嘴等，引起堵塞，导致水洗效率下降。
为了解决这样的问题，提出了在循环水中添加各种处理剂的技术方案。例如，提出了含有苛性钠等碱剂、沸石以及阳离子型聚合物或两性金属化合物的处理剂(专利文献1)、由含有三聚氰胺/甲醛缩合物的不粘着化剂与含有膨润土系矿物的分散剂的组合构成的处理剂(专利文献2)、含有氧化铝溶胶与水溶性高分子化合物的处理剂(专利文献3)以及由下述两种聚合物构成的处理剂，其中一种聚合物是由使缩合单宁与氨基化合物及醛一起在酸性条件下反应而成的改性单宁化合物构成的聚合物，另一种聚合物是二烯丙基二烷基季铵聚合物或衍生自亲水性-亲脂性季铵重复单元的聚合物(专利文献4)等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-672号公报；
专利文献2：日本特开2011-218257号公报；
专利文献3：日本特开平08-182901号公报；
专利文献4：日本特开平02-28272号公报；
专利文献5：日本特开平05-269470号公报。
发明内容
发明所要解决的问题
在专利文献3或5中示出了作为一种未改性的单宁，其作为与不粘着化剂联用的凝固剂的一个实例。另外，在专利文献2、4或5中示出了作为不粘着化剂的一个实例的改性单宁。然而，对于单宁或改性单宁而言，涂料的不粘着效果或凝集效果不充分。另外，添加单宁会降低循环水的pH，因此，容易引起设备的腐蚀。
本发明的目的在于，提供一种能降低被湿式涂装室循环水捕集的未涂覆的涂料的粘着性、防止未涂覆的涂料粘着固化于水路内壁等的湿式涂装室循环水处理剂。
解决问题的技术方案
为达成上述目的而进行探讨，其结果是完成了包含下述方案的本发明。
[1]一种湿式涂装室循环水处理剂，由含有单宁、碱金属氢氧化物和碱金属碳酸盐的水溶液构成，或者由含有单宁和碱金属氢氧化物的水溶液构成，或者由含有单宁和碱金属碳酸盐的水溶液构成。
[2]如[1]所述的处理剂，其中，单宁是含羞草单宁和/或白坚木单宁(QuebrachoTannin)。
[3]如[1]或[2]所述的处理剂，其中，水溶液的pH为10～13。
[4]如[1]～[3]中任一项所述的处理剂，其中，水溶液中的单宁浓度为10～30质量％。
[5]一种湿式涂装室循环水的处理方法，其中，包括：在将湿式涂装室循环水从水槽供给至涂装室的路径、所述湿式涂装室循环水捕集未涂覆涂料的路径、接着所述湿式涂装室循环水返回所述水槽的路径中的任意路径中，
将[1]～[4]中任一项所述的处理剂添加至所述循环水中，使被该循环水捕集的未涂覆涂料不粘着化。
[6]如[5]所述的湿式涂装室循环水的处理方法，其中，还包括将凝结剂添加至所述循环水中。
[7]如[5]或[6]所述的湿式涂装室循环水的处理方法，其中，还包括将高分子凝集剂添加至所述循环水中。
发明效果
通过本发明的处理剂，即使以低添加量添加该处理剂，也能够降低被湿式涂装室循环水捕集的未涂覆涂料的粘着性，有效地防止未涂覆的涂料粘着固化于水路内壁等，而且，难以引起设备的腐蚀。
由本发明的处理剂导致的不粘着化的作用效果的详细机理尚不清楚，但是，可进行如下推定。单宁对水的溶解度在低pH条件下较低，而在高pH条件下较高。构成本发明的处理剂的水溶液中所含单宁的浓度优选为10～30质量％。如果将该处理剂添加至循环水中，则因稀释而导致pH下降。由pH下降导致单宁中的一部分析出。认为由于析出的单宁微细且比表面积大，所以会包覆未涂覆的涂料滴，使其不粘着化。
附图说明
图1是表示湿式涂装室的构成的一个实例的概念图。
具体实施方式
本发明的湿式涂装室循环水处理剂由含有单宁、碱金属氢氧化物和碱金属碳酸盐的水溶液构成，或者由含有单宁和碱金属氢氧化物的水溶液构成，或者由含有单宁和碱金属碳酸盐的水溶液构成。
本发明中使用的单宁是来源于植物的水溶性化合物，其与蛋白质、生物碱或金属离子反应，相互结合而形成难溶性盐。单宁大致可分为缩合型(邻苯二酚系)单宁和水解型(邻苯三酚型)单宁。
缩合型单宁是主要成分为具有酚骨架的化合物的聚合物。提取自含羞草、金合欢、落叶松、白坚木、冈比亚(ガンビア)、柿树等针叶树/阔叶树。pH为4.2～4.5。
另一方面，水解型单宁是主要成分为芳香族羧酸的酯。提取自栗树、橡树、塔拉树、茶树、诃子、五倍子、没食子等双子叶植物。pH为2.3～4.5。作为本发明中使用的单宁，优选的是缩合型单宁，更优选含羞草单宁和/或白坚木单宁。
对于本发明的湿式涂装室循环水处理剂而言，水溶液中的单宁浓度优选为10～30质量％，更优选为20～30质量％。如果单宁浓度过低，则作为产品的单宁的浓度变低，物流成本变高。
作为本发明中使用的碱金属氢氧化物和/或碱金属碳酸盐，可举出氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾等。水溶液中的碱金属氢氧化物和/或碱金属碳酸盐的含量是使水溶液的pH优选成为10～13、更优选成为10.5～11.5的量。如果碱金属氢氧化物和/或碱金属碳酸盐的含量过少，则处理效果有下降的趋势。
对于应用本发明的湿式涂装室循环水处理剂的湿式涂装室而言，在其形式上没有特别的限定，可以是分散式，也可以是悬浮式。
本发明的湿式涂装室循环水处理剂，在将湿式涂装室循环水从水槽供给至涂装室的路径、所述湿式涂装室循环水捕集未涂覆的涂料的路径、接着所述湿式涂装室循环水返回所述水槽的路径中的任意路径中，被添加至循环水中。本发明的湿式涂装室循环水处理剂的添加量能根据非涂覆涂料的不粘着化的状态进行适宜调整。
另外，本发明的湿式涂装室循环水处理剂附着于非涂覆涂料，从而进行不粘着化，并且在污渣分离工序中与涂料污渣一同排出至体系外，因此，优选适宜补充与此相当的量。
优选将本发明的湿式涂装室循环水处理剂与凝结剂一起添加至所述循环水中。凝结剂具有中和水中的微细粒子的电荷、使其凝结的作用。凝结剂大致可分为有机凝结剂与无机凝结剂。
作为有机凝结剂，可举出海藻酸钠；甲壳素、壳聚糖系凝结剂；TKF04株、BF04等生物凝结剂；聚乙烯亚胺、阳离子改性聚丙烯酰胺、多胺、聚胺砜、聚酰胺、聚亚烷基多胺、氨基交联缩合物、聚丙烯酸二甲基氨基乙酯、二甲基二烯丙基氯化铵、烷基胺与环氧氯丙烷的缩合物、亚烷基二氯化物与聚亚烷基多胺的缩合物、双氰胺与甲醛的缩合物、DAM(甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯的均聚物或共聚物)等阳离子系高分子凝结剂等。对于阳离子系高分子凝结剂而言，例如，优选由重均分子量为1千以上且100万以下的阳离子聚合物构成，更优选由重均分子量为5千以上且30万以下的阳离子型聚合物构成。
作为无机凝结剂，可举出硫酸铝(明矾)、聚氯化铝(PAC)、聚羟铝基氯化物、拟薄水铝石/氧化铝溶胶(AlO(OH))等铝系凝结剂；氢氧化亚铁、硫酸亚铁、氯化铁、聚硫酸铁、铁-硅无机高分子凝结剂等铁盐系凝结剂；氯化锌等锌系凝结剂；活性硅酸、聚硅铁凝结剂等。
添加至循环水中的凝结剂的添加量能根据未涂覆涂料的凝固絮凝物的形成状态来进行适宜调整。对于添加至循环水中的凝结剂的添加量而言，相对于单宁100质量份，优选为0.01～30质量份，更优选为0.5～20质量份。
使用阳离子系高分子凝结剂时，对所述凝结剂的添加量而言，例如，相对于单宁100质量份，优选为0.01～20质量份，更优选为0.5～10质量份。另外，对于阳离子系高分子凝结剂的添加量而言，例如，作为相对于循环水的胶体当量值，优选为0.001～1meq/L，更优选为0.002～0.5meq/L。
使用无机凝结剂时，其添加量相对于单宁100质量份以金属氧化物换算时，优选为0.01～100质量份，更优选为1～50质量份。
使通过凝结剂的作用而得到的非涂覆涂料的凝固絮凝物凝集，形成粗大絮凝物，从使沉淀分离、离心分离容易进行的观点出发是优选的。
在本发明中，为了形成粗大絮凝物，可以在所述循环水中进一步添加高分子凝集剂。高分子凝集剂由阴离子、阳离子或两性的聚合物构成。对于该聚合物而言，重均分子量通常大于100万，优选为500万以上。
作为由阴离子聚合物构成的高分子凝集剂，可举出聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钠/酰胺衍生物、聚丙烯酰胺部分水解物、部分磺甲基化聚丙烯酰胺、聚(2-丙烯酰氨)-2-甲基丙烷硫酸盐等。
作为由阳离子聚合物构成的高分子凝集剂，可举出聚丙烯酸氨基烷基酯、聚甲基丙烯酸氨基烷基酯、聚乙烯亚胺、聚二烯丙基卤化铵、壳聚糖、脲醛树脂等。
作为由两性聚合物构成的高分子凝集剂，可举出丙烯酰胺、甲基丙烯酸氨基烷基酯及丙烯酸钠的共聚物等。
高分子凝集剂的添加量能根据粗大絮凝物的形成状态来进行适宜调整。对于高分子凝集剂的添加量而言，例如，相对于单宁100质量份，优选为0.01～20质量份，更优选为0.5～10重量％。另外，对于高分子凝集剂的添加量而言，例如，作为相对于循环水的胶体当量值，优选为0.001～1meq/L，更优选为0.002～0.5meq/L。
能够将其他不粘着化剂与本发明的湿式涂装室循环水处理剂一起添加至所述循环水中。作为其他不粘着化剂，可举出氧化铝溶胶、海泡石、三聚氰胺/甲醛树脂、苯酚甲醛树脂、膨润土、锂皂石、直链型阳离子性多胺、锌酸钠等。
通过公知的方法，将通过上述方法而生成的凝固絮凝物或粗大絮凝物从循环水中分离除去。以此方式，能够对循环于湿式涂装室的水进行除浊。
实施例
接着，示出实施例和比较例，来更具体地说明本发明。但是，下述实施例仅表示本发明的一个实施方案，本发明不受下述实施例的限定。
[水性涂料的不粘着化]
实施例1
制备由含有含羞草单宁10％以及NaOH1.6％的水溶液构成的水处理剂A。该水处理剂A几乎没有气味，pH为10.4。
在500ml的瓶中加入烷基胺与环氧氯丙烷的缩合物的50％溶液(下面，记作凝结剂A。)0.03ml、自来水300ml、汽车车身用水性银色涂料1ml以及0.3ml的水处理剂A，盖上瓶盖，以60次/30秒的频率进行振荡。
得到的处理水的pH为7.9，电荷为-0.020meq/L。
-发泡性-
将全部处理水加入1L的量筒中，将散气球设置于量筒中的底部，以1.5L/分钟的流量输送空气，进行鼓泡。测定从鼓泡开始起经过2分钟时的泡量、或至泡量达到700ml为止的秒数。
泡量达到700ml时或从鼓泡开始起经过2分钟时，停止鼓泡。测定从鼓泡停止起经过2分钟时的泡量以及截止至泡完全消失为止的时间(分钟)。
-浊度-
使用沃特曼(Whatman)No41滤纸(粒子保持能力20～25微米)对处理水进行过滤。测定得到的滤液的浊度。
-二次凝集性-
在处理水中添加乳液高分子凝集剂(丙烯酰胺/2(丙烯酰氧基)乙基三甲基氯化铵共聚物)的1％的稀释液1ml。观察二次凝集的状态。当絮凝物直径为1mm以上时，评价为“良好”，当絮凝物直径小于1mm时，评价为“不良”。
将上述试验结果示于表1中。此外，在对含有水性涂料的水进行处理时，优选的是浊度低和难以起泡的方式。
比较例1
制备由含有含羞草单宁10％的水溶液构成的处理剂E。处理剂E的pH为4.8。
将处理剂A变更为处理剂E，将凝结剂A的量变更为0.02ml，除此以外，采用与实施例1相同的方法得到处理水，对该处理水的pH、电荷、发泡性、浊度以及二次凝集性进行评价。将结果示于表1中。此外，减少凝结剂A的量是为了将电荷的条件统一成与实施例1一致。
比较例2
将处理剂A变更为处理剂E，并进一步添加2.5％的NaOH水溶液0.1ml，除此以外，采用与实施例1同样的方法得到处理水，对该处理水的pH、电荷、发泡性、浊度以及二次凝集性进行评价。将结果示于表1中。此外，添加2.5％的NaOH水溶液是为了将pH、电荷条件统一成与实施例1一致。
比较例3
将处理剂A的量变更为0，将凝结剂A的量变更为0，除此以外，采用与实施例1相同的方法得到处理水，对该处理水的pH、电荷、发泡性、浊度以及二次凝集性进行评价。将结果示于表1中。
[表1]
Figure BDA0001114411430000071
上述结果表示表明了以下内容。即，本发明的处理剂(实施例1)能够有效地对水进行除浊。而且，得到的处理水的起泡低，泡消失得也快。
相对于此，作为现有技术的单宁水溶液(比较例1或2)不能充分地进行水的除浊。而且，得到的处理水中，泡消失得慢。
实施例2
制备由含有白坚木单宁22％和NaOH4.8％的水溶液构成的处理剂B。处理剂B的pH为10.8。
制备由含有白坚木单宁10％和NaOH1.6％的水溶液构成的处理剂B’。处理剂B’几乎没有气味。认为处理剂B或B’的不粘着化效果与处理剂A程度相同。
实施例3
制备由含有金合欢单宁10％和NaOH1.6％的水溶液构成的处理剂C。处理剂C有强烈的如氨水一样的气味。处理剂C的不粘着化效果与处理剂A程度相同，但是，认为由于该处理剂C有臭味，作业性比处理剂A低。
[溶剂系涂料的不粘着化]
(湿式涂装室)
参见图1，对湿式涂装室的概要进行说明。在图1所示的湿式涂装室中，上部设置有涂料喷枪S，能够以5g/分钟的量对涂料进行喷雾。凹槽(水槽：循环水的总体积50L)5中储存有循环水，通过泵P，能够以100L/分钟的量汲取循环水，使循环水以幕帘状流过水幕板4，并将循环水送回至凹槽。通过处理剂供给部6，能够将凝结剂或高分子凝集剂添加至循环水中。另外，通过排气扇F，能够从涂装室吸出溶剂蒸汽等挥发部分。
实施例4
在图1所示的湿式涂装室中实施。首先，由处理剂供给部6添加10ml的处理剂A、0.6ml的凝结剂A，通过泵使循环水循环，直至处理剂A和凝结剂A均匀遍布。通过涂料喷枪S对汽车车身用溶剂系中间涂层灰色涂料以5g/分钟的量进行喷雾。经过4分钟时，停止涂料的喷雾。
喷雾停止后，测定循环水的pH以及电荷。另外，通过指触的方式，采用下述指标对在积存于凹槽内的循环水液面上浮起的污渣的粘着性进行评价。
◎：不粘着；
○：不粘着，但如果揉捏则容易凝固；
△：略微粘着；
×：粘着强。
将上述结果示于表2中。
比较例4
将处理剂A变更为处理剂E，并且进一步添加2.5％NaOH水溶液3ml，除此以外，通过与实施例4相同的方法进行喷雾。
喷雾停止后，测定循环水的pH和电荷。另外，通过指触的方式，采用与实施例4相同的指标对在积存于凹槽内的循环水液面上浮起的污渣的粘着性进行评价。结果表示于表2中。
比较例5
将处理剂A的量变更为0，将凝结剂A的量变更为0，除此以外，通过与实施例4相同的方法进行喷雾。喷雾停止后，测定循环水的pH和电荷。而且，通过指触的方式，采用与实施例4相同的指标对在积存于凹槽内的循环水液面上浮起的污渣的粘着性进行评价。将结果示于表2中。
实施例5
在图1所示的湿式涂装室中实施。首先，由处理剂供给部6添加4.8ml的处理剂B，通过泵使循环水进行循环，直至处理剂B均匀遍及。由涂料喷枪S以5g/分钟的量对汽车车身用溶剂系白色涂料进行喷雾。经过4分钟时，停止喷雾。
喷雾停止后，测定循环水的pH和电荷。而且，通过指触的方式，采用与实施例4相同的指标对在积存于凹槽内的循环水液面上浮起的污渣的粘着性进行评价。将结果示于表2中。
比较例6
将处理剂B的量变更为0，除此以外，通过与实施例5相同的方法进行喷雾。
喷雾停止后，测定循环水的pH和电荷。另外，通过指触的方式，采用与实施例4相同的指标对在积存于凹槽内的循环水液面上浮起的污渣的粘着性进行评价。将结果示于表2中。
表2
涂料 处理剂 pH 电荷[meq/l] 粘着性
实施例4 灰色 A 7.41 -0.005 ○
比较例4 灰色 E+NaOH 7.44 0.005 △
比较例5 灰色 - 7.40 0～-0.005 ×
实施例5 白色 B 7.80 -0.08 ◎
比较例6 白色 - 7.70 -0.005 ×
上述结果表明，对于溶剂涂料的不粘着处理，相比于单宁水溶液(比较例4)，单宁的碱溶液(实施例4、5)对粘着性抑制的效果更高。
附图标记说明
S：涂料喷枪；
F：排气扇；
P：循环水泵；
4：水幕板；
5：水槽；
6：处理剂供给部。

Claims (4)

1.一种湿式涂装室循环水的处理方法，其中，
其包括：
在将湿式涂装室循环水从水槽供给至涂装室的路径、所述湿式涂装室循环水捕集未涂覆涂料的路径、接着所述湿式涂装室循环水返回所述水槽的路径中的任意路径中，将由含有缩合型单宁、碱金属氢氧化物和碱金属碳酸盐的pH为10～13的水溶液构成，或者由含有缩合型单宁和碱金属氢氧化物的pH为10～13的水溶液构成，或者由含有缩合型单宁和碱金属碳酸盐的pH为10～13的水溶液构成的湿式涂装室循环水处理剂添加至所述循环水中，使所述缩合型单宁的一部分析出，使被该循环水捕集的未涂覆涂料不粘着化，
并且，在高pH条件下所述缩合型单宁对水的溶解度变高，在低pH条件下所述缩合型单宁对水的溶解度变低，
并且，水溶液中的缩合型单宁的浓度为10～30质量％。
2.如权利要求1所述的湿式涂装室循环水的处理方法，其中，缩合型单宁是含羞草单宁和/或白坚木单宁。
3.如权利要求1或者2所述的湿式涂装室循环水的处理方法，其中，还包括将凝结剂添加至所述循环水中。
4.如权利要求1或者2所述的湿式涂装室循环水的处理方法，其中，还包括将高分子凝集剂添加至所述循环水中。
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